CN102852489B - 一种稠油冷采油层处理的方法 - Google Patents
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Abstract
稠油冷采地层处理的方法，应用于稠油冷采。特征：采集施工油井油参数确定注入液量，下入油层处理管柱、计算油管的内容积和现场施工；起出井内管柱，下泵生产。效果是：挤注到油层降粘剂能清除油层中的无机、有机堵塞物，降低地层油流的流动阻力，增大流动压差，降低原油的黏度、油水界面张力，在液滴附近形成双电层（Stern），建立了水包油（O/W）稠油体系，解决了地层原油顺利流入井筒的问题，成功率100％。
Description
技术领域
本发明属于石油工业采油工程领域，尤其涉及一种稠油冷采作业施工过程中油层的处理方法。
背景技术
我国稠油资源丰富、分布较广。已建成辽河、胜利、新疆和河南4大稠油生产基地，累计动用稠油储量近10×108t，建成年生产能力1300×104t。普遍采用的注蒸汽或蒸汽驱开发方式都面临出砂、气窜和采油成本高的挑战，仍有占探明储量40%以上的稠油资源由于油层薄、纯厚度比低或原油粘度太高而无法投入开发。但是稠油冷采出砂要求油层胶结疏松、地层原油中含有一定的溶解气、距边底水较远；出砂冷采会引起井筒砂埋、地层坍塌、套管挤毁等潜在问题。实现稠油冷采面临关键问题之一是地层原油如何流入井筒。
郎宝山发表在2011年第11期中外能源杂志上的超稠油复合油层处理剂的研究与应用一文论述，曙光油田超稠油油藏的储层物性和原油物性具有明显的″四高一低″特征，即原油密度高、原油黏度高、凝固点高、胶质沥青质含量高，蜡含量低，油藏开发难度大。在开发过程中存在新井首轮″注不进、采不出″的生产矛盾，具体表现为注汽压力高、回采水率低、生产周期短。为提高超稠油油藏新井开发效果，经过对油藏特点、储层特点、原油物性的分析，针对影响新井开发效果的各个因素，最终选用以有机扩散剂、表面活性剂和黏土稳定剂组分形成的复合乳化体系作为复合油层处理剂。在新井注汽前，使用该剂处理油层，从而改善新井首轮吞吐效果。2008～2010年，利用该项技术现场应用112井次，新井吞吐效果得到明显改善。与同类未实施该项技术的新井相比，生产周期延长，油汽比明显提高，周期回采水率得到提高。室内实验及现场应用结果表明，超稠油复合油层处理剂具有使用效果明显、施工工艺简单、药剂成本低廉等特点，适合曙光油田超稠油开发的需要。
齐笑生等发表在1999年第2期断块油气田杂志上的波动法处理油层技术一文简要介绍波动法处理油层技术及其在生产中的应用情况。列举五种波动采油技术对于不同地层条件的适用范围及应用效果。说明波动法采油技术应用于油田生产，能有效地改善地层条件、提高原油产量，应当进一步推广应用该技术。
向智红发表在2008年第16期内蒙古石油化工杂志上的高效复合油层处理新技术一文指出，随着油田进入中后期开发阶段，地层能量逐渐降低，原油中的轻质组分逐渐减少，导致胶质沥青质在地层中大量堆积，原油粘度变大，流动性变差;同时，随着地层压力的降低，地层孔道的毛细管阻力变大，油水界面张力变大，阻碍了原油的流动，不利于原油开采;再加上开采过程中的外来液体和地层水的配伍性不同，导致地层中岩石孔隙表面润湿性的改变，产生水敏、水锁等现象，降低油层的渗透率。
发明内容
本发明的目的是：提供一种稠油冷采地层处理的方法。采用小排量、控压注入方式往油层挤入油层处理降粘剂，关井反应24-48小时后，下泵生产。克服了稠油冷采地层原油不能流入井筒的弊端。
本发明采用的技术方案是：稠油冷采地层处理的方法，其特征在于：
1、采集所要施工油井动用油层有效孔隙度φ、油层厚度h和处理半径R参数；
2、依据处理半径，确定注入液量V；
V=πR2φh
式中：h—油层厚度，m；
R—作业半径，m；
V—注液量，m3；
φ—油层有效孔隙度，％。
3、下入油层处理管柱。油层处理管柱包括油管悬挂器2、油管3和喇叭口4，从井口自上而下连接有油管悬挂器2、φ73mm油管3、喇叭口4，喇叭口4的下端距油层15顶部20m；
4、计算油管的内容积V1；
V1=πr2H
式中：H—油管下入的长度，m；
r—油管的内半径，m；
V1—油管的内容积，m3；
5、现场施工；
（1）将一个油层处理降粘剂储存罐和一个清水储层存罐的出口通过管线连接泵车柱塞泵入口；降粘剂储存罐与清水储存罐并联，降粘剂储存罐出口管线上连接有阀门；清水储存罐出口管线上连接有阀门，在降粘剂储存罐与清水储存罐至泵车柱塞泵入口的管线上有阀门，泵车柱塞泵的出口通过有阀门的管线与井口油管短节连接，井口油管短节固定在油管悬挂器上，油管悬挂器固定在井口大法兰上，泵车柱塞泵出口管线装有压力表和流量计，井口大法兰一侧的第二套管阀门出口与通过管线与清水储存罐的入口连接，井口大法兰另一侧第一套管阀门关闭。
（2）打开降粘剂储存罐出口阀门和泵车柱塞泵入口管线上的阀门，关闭清水储存罐出口阀门，打开第二套管阀门出口与清水储存罐的入口连接管线上的阀门，打开泵车柱塞泵出口与井口油管短节连接管线上的阀门，井口大法兰另一侧第一套管阀门关闭。
（3）起动泵车柱塞泵顶替油管内的清水，顶替量达到步骤4计算的油管内容积V1+2m3时关闭第二套管阀门；开始向油层挤注降粘剂，挤注压力控制在21MPa以内，排量控制在每小时8～15m3。
（4）挤注压力小于21MPa时挤注降粘剂，井口压力达到或超过21MPa时停止挤注降粘剂；等待压力自然下降至10MPa时挤注降注降粘剂，挤注量达到步骤2注入液量V+5m3时，关闭降粘剂储存罐出口阀门，打开清水储存罐出口阀门，顶替油管3内的降粘剂进入油层，顶替量达到步骤4计算的油管内容积V1时，停止顶替，关闭泵车柱塞泵出口与井口油管短节1连接管线上的阀门。
（5）结束施工，拆除泵车柱塞泵出口至阀门的管线，拆除第二套管阀门与清水储存罐入口相连的管线和阀门，关井降压，在阀门上安装量程为25MPa的压力表，打开阀门。
（6）压力自然下降至标准大气压强0.101MPa时，起出井内管柱，下泵生产。
所述的降粘剂采用的是地层稠油具有降粘作用的水溶性降粘剂。如中国专利公开号CN101100600，提供稠油乳化降粘剂；或中国专利公开号CN101328798，提供的“一种稠油开采的方法”中所记载的水溶性降粘剂Ⅰ；或中国专利公开号CN102604618A，提供的“稠油冷采地层原油处理降粘剂”中所记载的降粘剂；所述降粘剂的使用浓度为重量百分比1.5～2.0％。
本发明的有益效果是：稠油冷采地层处理的方法，能挤注到油层降粘剂能清除油层中的无机、有机堵塞物，降低地层油流的流动阻力，增大流动压差，降低原油的黏度、油水界面张力，在液滴附近形成双电层（Stern），建立了水包油（O/W）稠油体系，解决了地层原油顺利流入井筒的问题，经试验，成功率100％。
附图说明：
图1是稠油冷采地层处理方法的井下管柱组合与地面设备连接结构无示意图。
图中，1-油管短节，2-油管悬挂器，3-油管，4-喇叭口，5-大法兰，6-第一套管阀门，7-第二套管阀门，8-阀门，9-泵车泵车柱塞泵，10-阀门，11-阀门，12-阀门，13-阀门，14-管线，15-油层，16-降粘剂储存罐，17-清水储存罐。
具体实施方式
实施例1：以泽70-8稠油冷采井油层处理为例，对本发明作进一步的详细说明。
参阅图1。
1、采集泽70-8井动用油层有效孔隙度φ：34.61％、油层厚度h：23.7m和处理半径R:3m；
2、依据处理半径，确定注入液量V；
V=πR2φh=3.14×32×34.61％×23.7=231.8m3
式中：h—油层厚度，m；
R—作业半径，m；
V—注液量，m3；
φ—油层有效孔隙度，％。
为了现场施工配液方便，确定注入量为240m3
3、下入油层处理管柱。泽70-8井油层顶部2371.5m，油层处理管柱包括油管悬挂器2、油管3和喇叭口4，从井口自上而下连接有0.5m油管悬挂器2、2350.9mφ76mm油管3、0.1m喇叭口4，喇叭口4的下端距油层15顶部20m；
4、计算油管的内容积V1，φ76mm油管内径为62mm。
V1=πr2H=3.14×（0.062/2）2×2350.9=7.094m3
取整为7.0m3
式中：H—油管下入的长度，m；
r—油管的内半径，m；
V1—油管的内容积，m3；
5、现场施工；
（1）将一个40m3油层处理降粘剂储存罐16、一个40m3清水储层存罐17的出口通过直径50mm管线14连接泵车柱塞泵9入口；40m3降粘剂储存罐16与40m3清水储存罐17并联，40m3降粘剂储存罐16出口管线上连接有50mm阀门11，40m3清水储存罐17出口管线上连接有50mm阀门12。在40m3降粘剂储存罐16与40m3清水储存罐17至泵车柱塞泵9入口的管线上有50mm阀门10，泵车柱塞泵9的出口通过有50mm阀门8的50mm管线14与井口1.5m油管短节1连接，井口油管短节1固定在0.5m油管悬挂器2上，油管悬挂器2固定在井口大法兰5上，泵车柱塞泵9出口管线装有压力表和流量计，井口大法兰5一侧的第二套管阀门7出口与通过50mm管线14与40m3清水储存罐17的入口连接，井口大法兰5另一侧第一套管阀门6关闭。
（2）打开40m3降粘剂储存罐出口阀门11和泵车柱塞泵9入口管线上的阀门10，关闭40m3清水储存罐出口阀门12，打开第二套管阀门7出口与清水储存罐的入口连接管线14上的阀门13，打开泵车柱塞泵9出口与井口油管短节1连接管线上的阀门8，井口大法兰5另一侧第一套管阀门6关闭。
（3）起动泵车柱塞泵9顶替油管3内的清水，顶替量达到步骤4计算的油管内容积9m3时关闭第二套管阀门7；开始向油层挤注降粘剂，挤注压力控制在21MPa以内，排量控制在每小时8-15m3。
（4）挤注压力小于21MPa时挤注降粘剂，井口压力达到或超过21MPa时停止挤注降粘剂；等待压力自然下降至10MPa时挤注降注降粘剂，挤注量达到步骤2注入液量245m3时，关闭降粘剂储存罐16出口阀门11，打开清水储存罐17出口阀门12，顶替油管3内的降粘剂进入油层，顶替量达到步骤4计算的油管3内容积7m3时，停止顶替，关闭泵车柱塞泵9出口与井口油管短节1连接管线上的阀门8。
（5）结束施工，拆除泵车柱塞泵9出口至阀门8的管线，拆除第二套管阀门7与清水储存罐17入口相连的管线14、阀门13，关井降压，在阀门8上安装量程为25MPa的压力表，打开阀门8。
（6）压力自然下降至标准大气压强0.101M Pa时，起出井内管柱，下泵生产。
所述的降粘剂采用的是地层稠油具有降粘作用的水溶性降粘剂。即中国专利公开号CN102604618A，提供的“稠油冷采地层原油处理降粘剂”中所记载的降粘剂；所述降粘剂的使用浓度为重量百分比1.75％。
Claims (1)
1.一种稠油冷采地层处理的方法，其特征在于：
A、采集施工油井动用油层有效孔隙度φ、油层厚度h和处理半径R参数；
B、依据处理半径，确定注入液量V；
V＝πR2φh
式中：h—油层厚度，m；
R—作业半径，m；
V—注液量，m3；
φ—油层有效孔隙度，％；
C、下入油层处理管柱；油层处理管柱包括油管悬挂器2、油管3和喇叭口4，从井口自上而下连接有油管悬挂器2、φ73mm油管3、喇叭口4，喇叭口4的下端距油层15顶部20m；
D、计算油管的内容积V1；
V1＝πr2H
式中：H—油管下入的长度，m；
r—油管的内半径，m；
V1—油管的内容积，m3；
E、现场施工；
(1)将一个油层处理降粘剂储存罐(16)和一个清水储存罐(17)的出口通过管线(14)连接泵车柱塞泵(9)入口；降粘剂储存罐(16)与清水储存罐(17)并联，降粘剂储存罐(16)出口管线上连接有阀门(11)；清水储存罐(17)出口管线上连接有阀门(12)，在降粘剂储存罐(16)与清水储存罐(17)至泵车柱塞泵(9)入口的管线上有阀门(10)，泵车柱塞泵(9)的出口通过有阀门(8)的管线(14)与井口油管短节(1)连接，井口油管短节(1)固定在油管悬挂器(2)上，油管悬挂器(2)固定在井口大法兰(5)上，泵车柱塞泵(9)出口管线装有压力表和流量计，井口大法兰(5)一侧的第二套管阀门(7)出口与通过管线(14)与清水储存罐(17)的入口连接，井口大法兰(5)另一侧第一套管阀门(6)关闭；
(2)打开降粘剂储存罐出口阀门(11)和泵车柱塞泵(9)入口管线上的阀门(10)，关闭清水储存罐出口阀门(12)，打开第二套管阀门(7)出口与清水储存罐的入口连接管线(14)上的阀门(13)，打开泵车柱塞泵(9)出口与井口油管短节(1)连接管线上的阀门(8)，井口大法兰(5)另一侧第一套管阀门(6)关闭；
(3)起动泵车柱塞泵(9)顶替油管(3)内的清水，顶替量达到步骤D计算的油管内容积V1+2m3时关闭第二套管阀门(7)；开始向油层挤注降粘剂，挤注压力控制在21MPa以内，排量控制在每小时8～15m3；
(4)挤注压力小于21MPa时挤注降粘剂，井口压力达到或超过21MPa时停止挤注降粘剂；等待压力自然下降至10MPa时挤注降粘剂，挤注量达到步骤B注入液量V+5m3时，关闭降粘剂储存罐(16)出口阀门(11)，打开清水储存罐(17)出口阀门(12)，顶替油管(3)内的降粘剂进入油层，顶替量达到步骤D计算的油管(3)内容积V1时，停止顶替，关闭泵车柱塞泵(9)出口与井口油管短节(1)连接管线上的阀门(8)；
(5)结束施工，拆除泵车柱塞泵(9)出口至阀门(8)的管线，拆除第二套管阀门(7)与清 水储存罐(17)入口相连的管线(14)和阀门(13)，关井降压，在阀门(8)上安装量程为25MPa的压力表，打开阀门(8)；
(6)压力自然下降至标准大气压强0.101MPa时，起出井内管柱，下泵生产。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |